【手続補正書】
【提出日】平成18年1月19日(2006.1.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】  サイクロン装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送流体と混合されて搬送される処理物が流入する旋回入り口部１と、旋回入り口部１に連接され前記処理物が遠心力で旋回降下する円筒部２と、この円筒部２の内側に傾斜を持たせて配置された絞り部３と、この絞り部３の下側に配置した反転仕切板１１と、絞り部３と反転仕切板１１とで形成される処理物の分離部５と、この分離部５から分離され落下する処理物を集める集塵部４と、搬送流体を排出する排出用円筒部８とからなり、円筒部２の絞り部３と反転仕切板１１との組み合わせにより旋回流から反転上昇流を発生させ排出用円筒部８から排出することを特徴とするサイクロン装置。
【請求項２】
旋回入り口部１は円筒部２を取り巻く渦巻きダクト構造としたことを特徴とする請求項１のサイクロン装置。
【請求項３】
排出用円筒部８の下端部を旋回入り口部１の下端部１７より下側に延長して延長部１８を設け、円筒部２の絞り部３を旋回降下している旋回流から処理物が吸い出されない構造としたことを特徴とする請求項１または請求項２のサイクロン装置。
【請求項４】
円筒部２の絞り部３の下端と円筒部２の側壁の間に添え板９を周回配置して分離部５にクリアランス１０を設け、処理物を分離することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のサイクロン装置。
【請求項５】
反転仕切板１１を円錐蓋形状２１または台形蓋形状２５として分離部５に配置してクリアランス１０を形成し、処理物を分離することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のサイクロン装置。
【請求項６】
反転仕切板１１の中心に孔２４を形成して下側の集塵部６内の動く流体を抜き出し、反転流１５とともに処理物を分離することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のサイクロン装置。
【請求項７】
反転仕切板１１に支持体３０（３２）の先端が嵌合する嵌合孔２９を設け、円筒部２に開けられた貫通孔３１から支持体３０（３２）を挿入し、その先端を嵌合孔２９に嵌合固定するとともに支持体３０（３２）の他端を円筒部２に固定する構造とし、支持体３０（３２）を嵌合孔２９から外して動かすことによって、この支持体３０（３２）に絡んだ処理物を排除することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のサイクロン装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、空気または水などの流体とともに搬送した種々の処理物を分離回収するサイクロン装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来は、図１に示すように、集塵部１０１の入口に砂泥を分離するため、集塵部１０１の上側に張り出した張り出し部１０２を形成し、その下に仕切板１０６を配置して狭い分離通路１０３を構成し、砂泥をこの狭い分離通路１０３を通過させて分離する構造としている。流入口１０４から、砂泥等の固体粒子と水とが混合された流体が、円筒部１０５に約１０度の角度で流れ込む。流体は円筒部１０５内を斜めに遠心旋回しながら落下する。円筒部１０５の最下部に到達した砂泥は、集塵部１０１に作られた分離通路１０３をくぐりぬけ集塵部１０１に落下する。仕切板１０６の中央部に設けられた通水孔１０７からの流れによる下向きの流れを受け旋回流がほとんど衰えた集塵部１０１に沈積する（特許文献：特開平９−１５５２３９号公報）。
しかしながらこの従来のものは、水と砂泥とを分離する分離通路１０３を構造上狭くしなければ効果がない。そのため、径が３０ｍｍ以上ある粗大ごみ、破砕材などの大きさの嵩張るものなどが分離できない欠点がある。また、集塵部１０１に分離通路１０３をもたせる必要から張り出し部１０２が必要となり、どうしても構造上円筒部１０５に比べ集塵部１０１が大形になる欠点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、これら従来の欠点に鑑み、大きさの嵩ばる粗大ごみ、プラスチック破砕材などの処理物を容易に分離でき、かつ小型化したサイクロン装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、搬送流体とともに処理物が流入する円筒部に傾斜を持たせた絞り部を設けて反転流を発生させ、その絞り部の下に分離空間を設け、かつ、その分離空間に反転流を生じる反転仕切板を設けた構造としたことを特徴としている。
【０００５】
上記したように、円筒部に傾斜を持たせた絞り部を設け、絞り部の下の分離空間に反転流を生じる反転仕切板を設けたことによって、円筒部の傾斜を持たせた絞り部による反転流と、反転仕切板から生じる反転流の両者の働きにより、搬送されてきた処理物を分離部で効率よく分離・集塵できる効果を達成した。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を説明する。図２は、本発明装置の一実施形態の説明図で、右側には中央断面を示している。図３は全円周渦巻式旋回入り口部の上面図、図４は全円周渦巻式旋回入り口部、半円周渦巻式旋回入り口部、接線入口式の各旋回入り口部の概略構造を説明する図、図５はクリアランスを説明する図、図６は反転仕切板の変形例を示す図、図７は反転仕切板の支持方法を説明する図である。
【０００７】
処理物を搬送する流体には、空気等の気体と水等の液体があるが、この実施例では空気で説明する。またサイクロンに搬送される処理物には、粗大ごみ、プラスチック、ガラス等の処理場およびリサイクル工場等で破砕処理された後のものおよびビデオテープなどのテープ状のもの、シート状・帯状・紐状のもの、袋状のものがある。その他塵、粉体、粒体、また砂泥、砕石等の鉱石があるが、この実施例では、これらを処理物と称し粗大ごみの例で説明する。大きさについては長辺が３０ｍｍ以上のものを大きさの嵩張るものといい、３０ｍｍ以上のものを分離することが可能であるが、この例では、大きさが３０ｍｍの処理物の例を説明する。
【０００８】
図２において、旋回入り口部１は、旋回部４の円筒部２の外周を取り巻くように、大きく渦巻きダクトが張り出した構造になっている（図３参照）。８は搬送空気の排出用円筒である。旋回入り口部１に連接された円筒部２の内側には、傾斜を持たせた絞り部３が円筒部２の側壁に周回して形成されている。この構造によって、反転気流１５を発生させる。絞り部３の開口した下側には、処理物を旋回気流から分離する空間である分離部５がある。集塵部６の上側には反転仕切板１１を設けている。この反転仕切板１１は、反転気流１５を発生させる。円筒部２の絞り部３の下側と反転仕切板１１との間には、処理物が通過・分離できる十分適切な大きさのクリアランス１０（この例では５０ｍｍ程度をとっている。）を設けている。反転仕切板１１（円筒部２の直径の３０％から９０％程度の大きさ）と円筒部２との間に、処理物が集塵部６に通過・落下できる程度の５０ｍｍ程度の適宜なクリアランス１３が同様に設けられている。
【０００９】
空気搬送された処理物が旋回入り口部１から入ると、処理物は、円筒部２より外に張り出した通路を、矢印１４のように遠心力が働きながら旋回気流となって下方に進行する。この旋回気流は、絞り部３の傾斜側壁に沿って反転仕切板１１に向かって旋回しながら降下する。気流中の処理物は、図示するように、絞り部３の傾斜側壁に沿って旋回下降する。旋回下降する気流は、絞り部３と反転仕切板１１の組み合わせにより、矢印１５で示すように気流を強制的に反転上昇させる。絞り部３は旋回気流に揚力を与え、反転仕切板１１からの気流反転を補助する。気流から分離されて旋回下降する処理物は、第１のクリアランス１０に導かれ、その後さらに第２のクリアランス１３へ導かれて落下し、集塵部６へ集められる。この処理物は、ダストボックスなどの排出装置７に集積される。円筒部２の傾斜部を有する絞り部３と反転仕切板１１との組み合わせによる分離部５の構造の相乗効果で、集塵部６への旋回気流の影響を最小限にすることができる。
【００１０】
円筒部２の絞り部３と反転仕切板１１との組み合わせでクリアランス１０、１３を大きくしても、反転仕切板１１上部の旋回気流が集塵部６の反転仕切板１１下部まで影響しない。分離された処理物が反転仕切板１１の下側の集塵部６で旋回または再飛散しない。塵、粉体、粒体および嵩の大きい処理物の回収が容易にできる。
【００１１】
円筒部２の絞り部３の構造について、変形例として、図５に示すように、円筒部２の傾斜した絞り部３の下縁端部と円筒部２側壁との間に添え板９を周回させて空間を塞ぎ、その下側に処理物が通過・分離できる十分な適切な大きさのクリアランス１０を構成してもよい。この構造によると、円筒部２への気流の回り込みが抑えられ、集塵部６内の旋回気流など動く気流の影響を小さくでき、処理物の回収性能が上がる。
【００１２】
図６には反転仕切板の変形例を示している。いずれも上面から見た形は円形１９をしており、２０は円形の蓋のような平板形状である。２１は円錐蓋形状である。２２は外縁端が長く伸びたスカート部がある外縁付形状である。２３は中央に通気用の孔２４を設けた変形例である。平板形状２０は製作が容易で安くできる。円錐蓋形状２１は、旋回気流により円錐下方分力を発生させ、軽い処理物を反転仕切板下側へ移動させやすくなり、分離・回収効率を上げることができる。なお、これらの変形例として、円錐蓋形状２１の頭部を水平にカットした台形蓋形状２５でも同様の効果が得られる。外縁付形状２２は外縁端に長いスカート部があるので、集塵部内の旋回流などの動く気流の影響をより小さくでき、処理物が集塵部６で旋回、再飛散することがなくなり回収がしやすくなる。孔２４付のものは、反転仕切板１１の大きさの約１０％から４０％程度を目安にしている。この孔２４により、集塵部６内の動く気流を反転仕切板１１の下側から上側へ向う上昇気流として抜き出し、反転気流１５とともに処理物を分離するので、分離部５における処理物の分離・回収効率を上げることができる。以上においては、反転仕切板１１の形状を円形で説明したが、反転仕切板１１の形状はこれに限定されず、星形、多角形でもよく、反転上昇気流を起こす作用をするものであればよい。
【００１３】
図４において旋回入り口部１の変形例を説明する。右側には、各入り口部の上面図を示し、左には正面図を示す。上記実施形態では、ダクトから処理物が空気搬送される旋回入り口部１を全円周渦巻式２６のダクト構造で説明したが、半円周渦巻式旋回入り口部２７、接線入口式旋回入り口部２８でもよい。接線入口式旋回入り口部２８の場合は、排出用円筒部８の下端部１７より下側に長く延長された延長部１８がある（図２参照）。旋回入り口部１を渦巻き円周ダクトとしたのは、旋回進行している処理物の旋回距離を大きくとり、旋回入り口部１の排出用円筒部８の下端部１７から処理物が旋回中に吸い出されるのを防止するためである。なお、接線入口式旋回入り口部２８の場合は、排出用円筒部８に延長部１８を設けたことで、同様に処理物が下端部１７から旋回中に吸い出されるのを防止できる。
【００１４】
反転仕切板１１の支持方法について説明する。図７の上側は上面図、下側は正面図である。反転仕切板１１は、集塵部６の上側に固定式（手動式）または可動式（自動式）による支持方法で、所定の位置に適切に支持される。図７は可動式（自動式）の例であるが、この図を借用して手動式の場合を説明すると、反転仕切板１１に嵌合孔２９が開けられている。円筒部２には貫通孔３１があり、外部から貫通孔３１を介して支持体３０を挿入して、その先端を反転仕切板１１の嵌合孔２９に嵌合固定し、他端は円筒部２の外壁にネジ固定具で固定する。支持体３０を反転仕切板１１から抜いたとき、残りの２本で反転仕切板１１を支持するためには、支持体３０は最低３本必要である。円筒部２に設けられた点検窓１６（図２参照）から円筒内部を点検し、支持体３０に絡みやすい帯状、テープ状、紐状などの大きな嵩張る処理物が支持体３０に絡んでいるのがわかると、円筒部２の外壁にあるネジ固定具を緩め支持体３０を可動にし、反転仕切板１１の嵌合孔２９から支持体３０を引き外すことによって、これら絡んだ処理物を落下排除することができる。そのあと再び支持体３０の先端を反転仕切板１１の嵌合孔２９に嵌合固定し、他端は円筒部２の外壁にネジ固定具で固定する。支持体３０は水平に引き抜くだけでなく、上下に振ってスイングさせれば、絡んだ処理物は落下しやすい。
【００１５】
可動式（自動式）の場合を図７を用いて説明する。可動式は、シリンダ支持体３２に絡みつき、または堆積しやすい帯状、テープ状、紐状などの大きな嵩張る処理物を、シリンダ３３の動作によって排除する支持方法である。可動の場合には、支持体３２に連接したシリンダ３３は円筒部２の外壁に４個ネジ固定されている。円筒部２の外部から貫通孔３１を介してシリンダ支持体３２を押出して、その先端を反転仕切板１１の嵌合孔２９に嵌合固定する。円筒部２に設けられた点検窓１６から円筒内部を点検し、シリンダ支持体３２に絡みやすい帯状、テープ状、紐状などの大きな嵩張る処理物が絡んでいるのがわかると、シリンダ３３を引き込み動作させて、シリンダ支持体３２の先端を反転仕切板１１の嵌合孔２９から引き外すことによって、これら絡んだ処理物を落下排除することができる。そのあと再びシリンダ３３に押し出し動作をさせて、シリンダ支持体３２の先端を反転仕切板１１の嵌合孔２９に嵌合固定し、反転仕切板１１を固定する。嵌合孔２９は丸孔でもよいし、長孔でもよい。可動式（自動式）の場合は、シリンダ３３のシリンダ支持体３２の引き込み動作、押し出し動作を順次繰り返すことによって、絡んだ処理物を落下排除することができる。
【００１６】
可動式（自動式）の場合も、シリンダ支持体３２を反転仕切板１１から抜いたとき、残りの２本で反転仕切板１１を支持するためには、シリンダ支持体３２は最低３本必要である。
【００１７】
以上の実施形態では処理物の大きさを３０ｍｍで説明したが、処理物の大きさはこれに制限されない。ダクトを通じて空気で搬送される処理物の種類によってクリアランス１０，１３の大きさが決まる。たとえば長さ３００ｍｍぐらいの袋の破砕片を搬送気流から分離、回収するときには、クリアランス１０，１３を１００〜１５０ｍｍ程度にすると分離、回収が可能である。反転気流をうまく使ったこの発明のサイクロン装置によれば、幅広い処理物に対応でき、かつ分離・回収できる。以上の実施形態では流体を空気で説明したが、水などの流体を使えば、ガラス、砂／泥、砕石のような鉱石などにも幅広く適用できる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明では、搬送された処理物が旋回入り口部１から入ると、処理物は、円筒部２を下向きに遠心力が働きながら旋回流となって下方に進行し、絞り部３の傾斜面に沿って分離部５に向かって旋回しながら降下するときに反転流を発生させる。また、分離部５の下部に反転流を発生させる反転仕切板を設け、絞り部３と反転仕切板１１の組み合わせにより反転流を発生させる構成としたので、その相乗効果により、分離部５でクリアランス１０，１３を大きく構成しても、処理物の分離・回収効率が向上する。また、処理物が反転流によって旋回落下中に舞い上がって排出用円筒部８から排出されることを防ぐことができる。また、集塵部６への旋回流の影響を最小限にして回収することができる。かくのごとく、この構成によれば、分離部５における処理物の分離効果を上げることができ、かつ集塵部６での回収効果を上げることができる。また、クリアランス１０を大きくできるので、大きさの嵩張る処理物であっても分離・回収効果を上げることができる。また、集塵部６を小さくできるので、装置を小型化することができる。
【００１９】
円筒部２の絞り部３の下縁端部と円筒部２側壁との間に添え板９を周回させて空間を塞ぎ、その下側に処理物が通過・分離できるに十分な適切な大きさのクリアランス１０を構成することで、円筒部２への流体の流入が抑えられ集塵部内の旋回流などの動く流体の影響を小さくでき、処理物の回収効果が上がる。
【００２０】
旋回入り口部１を渦巻き円周ダクト構造として、旋回進行している処理物の旋回距離を大きくとり、旋回入り口部１の排出用円筒部８の下端部１７から処理物が旋回中に吸い出されるのを防止できる。また、この構造により旋回部４の高さを低くできる。
【００２１】
接線入口式旋回入り口部２８の場合は、排出用円筒部８に延長部１８を設けたことで、排出用円筒部８の下端部から処理物が旋回中に吸い出されるのを防止できる。
【００２２】
反転仕切板１１の円錐蓋形状２１または台形蓋形状２５は、旋回流により円錐下方分力を発生させるため、軽い処理物を反転仕切板下側へ移動させやすくなり、分離・回収性能を上げることができる。
【００２３】
反転仕切板１１の中心に孔２４を形成することにより、反転仕切板１１の下側の集塵部６内の動く流体を孔２４を通して上昇流として抜き出し、反転流１５とともに処理物を分離するので、分離部５における処理物の分離・回収性能を上げることができる。
【００２４】
反転仕切板１１に支持体の先端が嵌合する嵌合孔２９を設け、円筒部２に開けられた貫通孔３１から支持体を挿入し、その先端を嵌合孔２９に嵌合固定するとともに支持体の他端を円筒部２に固定する構造としているので、支持体を嵌合孔２９から外して動かすことによって、この支持体に絡んだ処理物を簡単に排除することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来例の説明図である。
【図２】本発明装置の一実施形態の説明図である。
【図３】全円周渦巻式旋回入り口部の実施例を示す上面図である。
【図４】全円周渦巻式旋回入り口部、半円周渦巻式旋回入り口部、接線入口式の各旋回入り口部の実施例の概略構造を説明する図である。
【図５】分離部のクリアランスと絞り部を説明する図である。
【図６】反転手仕切板の実施例を示す図である。
【図７】反転仕切板の支持方法を説明する図である。
【符号の説明】
１   旋回入り口部
２   円筒部
３   絞り部
４   旋回部
５   分離部
６   集塵部
８   排出用円筒部
９   絞り部３の添え板
１０，１３  クリアランス
１１  反転仕切板
１８  排出用円筒部の延長部
２０〜２５  反転仕切板の変形例
２６〜２８  旋回入り口部の変形例
３０  支持体（手動の場合）
３２  シリンダ支持体（自動の場合）
３３  シリンダ
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2004223465.tif 000001
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2004223465.tif 000002